Aula 2-Distribuicao eletronica - Numeros quanticos

Prévia do material em texto

Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
Prof. M. Sc. Maria Alice Moreno Marques
UNIVERSIDADE VILA VELHA
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
DEFINIÇÃO
• Os números Quânticos são a resposta para tratamentos 
matemáticos dados aos elétrons.
• Indicam a posição e a energia do elétron dentro da eletrosfera
• Foram postulados por Rutherford
•Número quântico principal, n – especificação de camadas (níveis)
•Número quântico azimutal, l – subcamadas (subníveis)
•Número quântico magnético, ml – número de estados energéticos
•Número quântico de spin, s – rotação do elétron
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
As órbitas eletrônicas dos 
átomos se agrupam em sete 
camadas eletrônicas:
Camada N° Máximo de 
Elétrons
K 2
L 8
M 18
N 32
O 32
P 18
Q 2
NÚMERO QUÂNTICO PRINCIPAL (n)
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
NÚMERO QUÂNTICO PRINCIPAL (n)
• A cada camada é associada um 
número quântico denominado 
número quântico principal (n) 
• Sua variação é de 1 a 7, 
crescente com a camada
Camada n
K 1
L 2
M 3
N 4
O 5
P 6
Q 7
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
NÚMERO QUÂNTICO AZIMUTAL OU SECUNDÁRIO
• Como visto, Sommerfeld observou que havia raias mais finas 
que formavam as raias do espectro de Bohr e propôs que 
haviam órbitas menores que formavam as camadas, 
denominadas subníveis.
• Apesar de existirem subníveis teóricos, nos átomos 
conhecidos são encontrados apenas 4 subníveis
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
Subnível
Número máximo de 
elétrons
Número quântico 
azimutal
s 2 0
p 6 1
d 10 2
f 14 3
NÚMERO QUÂNTICO AZIMUTAL OU SECUNDÁRIO
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
PROPRIEDADES DOS NÚMEROS QUÂNTICOS
• A energia de um subnível é obtida pela somatória do número 
quântico principal com o número quântico azimutal, quanto 
maior a soma maior a energia
• Caso a soma seja igual será mais energético o subnível que 
apresentar maior número quântico principal
En = l + ml
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
DIAGRAMA COMPLETO DE NÍVEIS ENERGÉTICOS 
UTILIZANDO O MODELO MECÂNICO ONDULATÓRIO
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
NÚMERO QUÂNTICO MAGNÉTICO (M)
• É o número que indica o estado energético do elétron dentro 
do subnível, ou seja, indica em que orbital este elétron se 
encontra.
• Seu número está diretamente ligado ao número quântico 
azimutal
• Os estados energéticos de um elétron podem variar de:
– l < m < l
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
ORBITAIS
Cada subnível comporta um número diferente de orbitais.
Subnível
Número quântico 
Azimutal Orbitais
s l = 0
p l = 1
d l = 2
f l = 3
0
0
0
0
+1
+1
+1
-1
-1
-1 +2
+2
-2
-2
-3 +3
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
COMO PREENCHER OS ORBITAIS
• Regra da Máxima Multiplicidade de Hund:
“Um átomo no seu estado fundamental adota a configuração com o
maior número de elétrons não-paralelos”.
• Por convenção energética, os elétrons adicionados aos orbitais devem
estar com o espalhamento máximo e devem ser orientados para cima
1e-
2e-
3e-
5e-
6e-
4e-
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
Número 
Quântico 
Principal 
n
Designação 
da Camada
Subcamada
s
Número 
de 
estados
Número de Elétrons
Por Subcamadas Por Camada
1 K s 1 2 2
2 L
s 1 2
8
p 3 6
3 M
s 1 2
18p 3 6
d 5 10
4 N
s 1 2
32
p 3 6
d 5 10
f 7 14
NÚMERO DE ESTADOS ELETRÔNICOS DISPONÍVEIS EM 
ALGUMAS CAMADAS E SUBCAMADAS ELETRÔNICAS
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
NÚMERO QUÂNTICO DE SPIN (S)
• Princípio da exclusão de Pauli: cada estado ou orbital
eletrônico pode comportar um máximo de dois elétrons, que
devem possuir valores de spin opostos.
Os valores dos números 
quânticos de Spin são – ½ e + ½ 
– ½ orientado para baixo
+ ½ orientado para cima
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
– Estado fundamental: quando todos os elétrons ocupam as
menores energias possíveis
– Elétrons de valência: ocupam a camada preenchida mais
externa
– Configurações eletrônicas estáveis: os orbitais dentro da
camada eletrônica mais externa ou de valência estão
completamente preenchidos.
CONFIGURAÇÕES ELETRÔNICAS
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
PRINCÍPIO DA EXCLUSÃO DE PAULI
Dois elétrons do mesmo átomo não podem possuir 
o mesmo conjunto de números quânticos
Como dois elétrons conseguem 
coexistir no mesmo orbital se tem a 
mesma carga?
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
Como eles possuem a mesma carga, repelem-se, mas como 
giram em torno de seu próprio eixo (spin) geram campos 
magnéticos, como cada um gira em uma direção os campos 
magnéticos são opostos e se atraem. 
PRINCÍPIO DA EXCLUSÃO DE PAULI
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
DIAGRAMA DE PAULING
O diagrama possui como princípio organizar os subníveis por
ordem energética, baseado nas propriedades dos números
quânticos vistas anteriormente
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
CONSTRUÇÃO DO DIAGRAMA
1. Organize os níveis e coloque os subníveis que os formam.
2. Em cima das letras que representam os subníveis coloque o 
número máximo de elétrons que os mesmos comportam
3. Faça as setas seguindo o princípio da energia dos subníveis, 
todos os subníveis nas mesmas setas possuem a mesma 
energia
4. Siga as setas sempre da menor energia a para a maior até 
que a somatória dos elétrons seja igual ao do átomo que se 
deseja descobrir
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
CONSTRUÇÃO DO DIAGRAMA
1 
2 
3 
4
5 
6 
7
2e-
8e-
18e-
32e-
32e-
18e-
2e-
s2
s2 p6
s2 p6 d10
s2 p6 d10 f14
s2 p6 d10 f14
s2 p6 d10
s2
1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f14 5d10 6p67s25f146d10
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA – ÁTOMOS NEUTROS
1H - 1s
1
2H - 1s
2
3Li - 1s
2 2s1
5B - 1s
2 2s2 2p1
11Na - 1s
2 2s22p63s1
19K - 1s
2 2s22p63s23p64s1
26Fe - 1s
2 2s22p63s23p64s23d6
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
Ca Z = 20 20p+ e 20e-
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s
2
Nível 1 = 2e- Nível 2 = 8e- Nível 3 = 8e- Nível 4 = 2e-
Se perder os 2e- no NV
O elemento ficará com 
8 elétrons agora no NV
Agora o elemento terá... Ca Z = 20 20p+ e 18e-
O cálcio possui 2 cargas positivas a mais, sendo representado por 
Ca2+ Cátion cálcio
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA – ÍONS
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques
F Z = 9 9p+ e 9e-
1s2 2s
2 2p5
Nível 1 = 2e- Nível 2 = 7e-
Se ganhar mais 1e-
O elemento ficará com 
8 elétrons agora no NV
Agora o elemento terá... F Z = 9 9p+ e 10e-
O flúor possui 1 carga negativa a mais, sendo representado por 
F1- ânion flúor.
2s2 2p6
DISTRIBUIÇÃO ELETRÔNICA – ÍONS
Química Geral - Prof. Maria Alice M. Marques